【正文】 圖 為 MFRC522 的電路設(shè)計。其內(nèi)部發(fā)送器1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 25 M a y 20 14 S he e t of F i l e : H : \新建文件夾 \ M y D e s i gn1 .ddb D r a w n B y :C4 FY2 68K H zR91KR 101K+ 5VP P O S C 11O S C 02I N T3V S S4VDD8C L K7S C L6S D A5P C F 8563 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 部分可驅(qū)動 讀寫器 天線與 ISO 14443A/MIFARE 卡和應(yīng)答機(jī)的通信，無需其它的電路。 LEGIC 技術(shù)在我國發(fā)展的初期曾占有大量的市場，即使是現(xiàn)在來講，其高度的安全性和靈活性是其它卡所不能比擬的。 超低功耗：典型值為 (VDD=,Tamb=25℃ )。 圖 因為只有一個 AT24C04 被總線尋址，故器件地址輸入端 A0、 A A2 都接地（或懸空）； SCL 為串行時鐘輸入管腳，經(jīng)電阻上拉后接單片機(jī) I/O 口； SDA 為串行 數(shù)據(jù)地址端，用于接收或者發(fā)送數(shù)據(jù)、地址，經(jīng)電阻上拉后接單片機(jī) I/O 口；WP 為寫保護(hù)管腳，接地之后用于執(zhí)行正常的讀 /寫操作。 圖 流量傳感器電路 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 25 M a y 20 14 S he e t of F i l e : C : \ P R O G R A M F I L E S \ D E S I G N E X P L O R E R 99 S E \ E X A M P L E S \ D N 20 . D D BD r a w n B y :123D N 2 0R65VP 1M 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計 在本設(shè)計當(dāng)中中，對于及時采集到的信息如果不進(jìn)行安全保護(hù)措施，若是丟失會造成嚴(yán)重后果。 ，保證儀表的正常運行。流體在向前流動時，帶動葉片轉(zhuǎn)動，其結(jié)構(gòu)類似于普通葉輪式流量計，葉片通過轉(zhuǎn)軸帶動上而的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。 葉輪流量傳感器因其價格低廉，大量應(yīng)用在熱量表中。另外按晶體探頭在內(nèi)部安裝位置的不同，即波穿過整個流體截而的形式不同又分為很多種式。小口徑表 (≤ 40mm)又分為單流束式、多流束式和標(biāo) 準(zhǔn)機(jī)芯型多流束式三種，大口徑則分為水平螺翼式和垂直螺翼式二種?！? 我國供暖采取系統(tǒng)水質(zhì)差是普遍存在的問題，熱量表是否要適應(yīng)較差水質(zhì)，一直在業(yè)內(nèi)存在著爭論。數(shù)據(jù)采 集、處理模塊主要由 AT89S52 單片機(jī)構(gòu)成。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2 的脈沖輸入。 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由 64位 ROM、 9字節(jié)中間結(jié)果暫存器 RAM、 3字節(jié)EEPROM寄存器 (包括非易失性電可擦寫溫度報警觸發(fā)器 TH、 TL和非易失性電可擦寫設(shè)置寄存器 )、溫度傳感器和 8位 CRC發(fā)生器組成。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 封裝后的 DS18B20 可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機(jī)房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。 （ b）非接觸法。按照分類方式的不同主要有接觸式和非接觸式，模擬式和數(shù)字式。為了減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定可靠地工作，諧振器和電容應(yīng)盡可能安裝的與單片機(jī)芯片靠近。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 第 3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 單片最小系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)的微控制器選用 AT89S52。 CAN 能夠使用差分電壓傳送。是 NXP 公司針對“三表”應(yīng)用推出的一款低電壓、低成本、體積小的非接觸式讀寫卡芯片，是智能儀表和便攜式手持設(shè)備研發(fā)的較好選擇。這提高了應(yīng)用的并行性，無形中提高系統(tǒng)工作速度。該類卡一般用在使用頻繁、信息量相對較少、可靠性要求較高的場合。 IC 卡選型 IC 卡 它是將一個 微電子 芯片 嵌入符合 ISO 7816 標(biāo)準(zhǔn)的 卡基 中，做成卡片形式。新型數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點，在實際應(yīng)用中取得了良好的測溫效果。采用 不銹鋼 外殼封裝，內(nèi)部填充 導(dǎo)熱材料 和 密封材料 灌封而成，適用于 精密儀器 、恒溫設(shè)備 。使用 Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。根據(jù)所學(xué)知識比較熟悉的是 AT89S5 S52 單片機(jī)。 消 耗熱能 Q 的計算公式如下： tVCQ ???? （ ttt回水進(jìn)水 ???） （ 22） 其中： C 為水的比熱容 （ C = 67 kWh／ L frθ,θ 為入口與出口的溫度。該方法是測定室內(nèi)、外溫度，并對取暖季節(jié)內(nèi)的室內(nèi)、外溫差累積求和，然后乘以房間常 數(shù) (如體積熱指標(biāo)等 )來確定收費。 (5) 按安裝的供暖裝置數(shù)量收費 這種方法在個別中小城市中采用，主要是為了制止、控制某些居民隨意在居住建筑中增設(shè)供暖裝置 而采用的辦法。 我國現(xiàn)行供熱收費辦法 (1) 按熱量收費 此方法一般是在熱電廠與熱力公司結(jié)算時采用。電子式熱量分配表的特點是：計量較準(zhǔn)確、方便，價格比熱量計量表低，并且可在戶外讀值。 國外民用熱量計量方法 (1)測取熱量值收費 該方法需對用戶的流量及供、回水溫度進(jìn)行測量。 特別是在北歐國家，從 20 世紀(jì) 70 年代能源危機(jī)以來，十分重視建筑節(jié)能工作，并制定了有關(guān)政策、法規(guī)以及相配套的技術(shù)措施。 我國早在 1986年開始試行第一部建 筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但建設(shè)部 20xx年對北方地區(qū)的檢查結(jié)果表明：真正的節(jié)能建筑只占到同期建筑總量的 64％！不僅單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達(dá)國家新建建筑的 3倍以上，而且空調(diào)系統(tǒng)的能耗也居高不下。我國到 20xx 年在新建住宅和現(xiàn)有住宅中將全面推廣分戶熱計量供暖型式，實行供暖按用熱量收費制度，這是我國節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施之一，也是世界各國的發(fā)展趨勢。但是我們必須清醒的看到，我國如此龐大的房屋建筑及住宅建設(shè)的快速增長是以資源和能源的高消耗為代價換取的，除了利用最直接的資源 土地以外，住宅能源消耗的增長是住宅建設(shè)發(fā)展的一大限制因素。新型供暖計費系統(tǒng)設(shè)計和新型供暖設(shè)備開發(fā)等硬件措施則更是必備的條件。單片機(jī)輸出信號通過 D/A、 V/I 電路，將輸出信號傳遞給電動調(diào)節(jié)閥，控 制閥門的開度，達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度目的。 本文設(shè)計了一種基于 AT89S52 單片機(jī)的熱能計量與控制系統(tǒng)。 Energy Metering 。 供熱收費體制的改革是其中一個重要組成部分，它已成為繼醫(yī)療、住房改革后與人民生活密切相關(guān)的又一熱點問題。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 供熱 方式的選擇和發(fā)展隨著一個國家所處的地理位置、能源資源、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、能源技術(shù)水平等情況的差異而有所不同。德國規(guī)定每棟樓必須安裝熱量計，每組換熱器必須安裝溫控閥和熱計量裝置。北京、長春、沈陽等城市的供熱單位已經(jīng)以不同規(guī)模，不同供熱計量方式進(jìn)行了試驗， 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 并 取得了可喜的成績。集中采暖按熱量計費是世界各國發(fā)展的趨勢，也是各國家節(jié)能環(huán)保的一項基本措施。目前在 法國、瑞典等國應(yīng)用較多。該方法的特點是：安裝容易，價格較低。 (3) 按建筑面積收費 這種方法主要用于城市采暖用熱的用戶，是目前各類城市中 采用較多的一種方法。； 20s 消耗熱量 0~177。 f r p f f p f rm r f rQ = q ( h h ) = q ( C ρ θ C ρ θ )? ? ? ? （ 21） 式中 pf prc,c 為入口與出口的定壓比熱容。這一方法會帶來無法避免的誤差，造成收費不準(zhǔn)確。 圖 整體設(shè)計框圖 控制器的選型 單片機(jī)是整個系統(tǒng)的核心，所以對于單片機(jī)的選擇是非常重要的。由于將功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器， AT89C51 是它的一種精簡版本。另外一般監(jiān)控現(xiàn)場的電磁環(huán)境都非常惡劣，各種干擾信號較強(qiáng)，模擬溫度信號容易受到干擾 而產(chǎn)生測量誤差，影響測量精度。一線總線獨特而且經(jīng)濟(jì)的特點，使用戶可輕松地組建 傳感器網(wǎng)絡(luò) ，為 測量系統(tǒng) 的構(gòu)建引入全新概念。因此，就目前情況而言，在我國的客觀條件下，熱量表無磁化是一個必須的硬性條件。非接觸式 IC 卡該類卡與 IC 卡設(shè)備無電路接觸，而是通過非接觸式的讀寫技術(shù)進(jìn)行讀寫（例如光或無線技術(shù)）。 此外 ,非接觸式卡表面無裸露芯片，無須擔(dān)心芯片脫落，靜電擊穿 ，彎曲損壞等問題，既便于卡片印刷，又提高了卡片的使用可靠性。接觸式卡的存儲器結(jié)構(gòu)特點使它一卡多用，能運用于不同系統(tǒng)，用戶可根據(jù)不同的應(yīng)用設(shè)定不同的密碼和訪問條件。 RS485 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 RS485 是一種平衡傳輸方式的串行接口標(biāo)準(zhǔn) ,允許在電路中有多個發(fā)送器，允許一個發(fā)送器驅(qū)動多個負(fù)載設(shè)備，負(fù)載設(shè)備可以驅(qū)動發(fā)送器、接收器或收發(fā)器組合單元。具有實時性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點；采用雙線 串行通信 方式，檢錯能力強(qiáng)，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作 。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。 在 XTAL1和 XTAL2兩端跨接晶體或陶瓷諧振器（本設(shè)計選用晶體諧振器），就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘發(fā)生器，如圖 。當(dāng)按鍵按下后， RESET端產(chǎn)生高電平。因此，測溫準(zhǔn)確度較高。 本設(shè)計采用的 DS18B20 數(shù)字溫度計是 DALLAS 公司生產(chǎn)的。 （ 4）測量溫度范圍在－ 55oC 到＋ 125oC 之間。 DS18B20 工作原理簡單。 本系統(tǒng)中溫度采集部分的硬件電路框圖如圖 所示，其中測溫點是由數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 構(gòu)成， DS18B20 直接把溫度信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號。根據(jù)對熱量表流量傳感器的研究體會，發(fā)現(xiàn)小口徑熱量表流量傳感器時存在的主要問題有：量程問題，冷熱水流量系數(shù)差異問題，降低始動流量和提高小流量情況下精度問題，磁傳方式存在的磁干擾 問題，高溫失步問題，以及對我國供暖系統(tǒng)水質(zhì)的適應(yīng)性問題。 目前熱量表中使用的流量傳感器主要有以下三種類型：葉輪流量傳感器、超聲波流量傳感器、電磁式流量傳感器。葉輪流量計測量原理和結(jié)構(gòu)相對簡單，所以價格較低。 (3)電磁式流量傳感器 電磁式流量傳感器是按法拉第定律測量熱水的流量，與超聲波一樣其內(nèi)部沒有任何可動部件。而且也不會因為溫度高而使永磁磁場強(qiáng)度降低，顯著降低計量精度，保證流量計的長期使用。 ，該技術(shù) 可避免傳統(tǒng)基表的磁鋼結(jié)垢的缺點。 1 引腳為數(shù)據(jù)輸出引腳，與單片機(jī)的 引腳相連 ，將檢測到的流量信號傳入單片機(jī)。簡而言之， AT24C02 是一個在突然掉電的情況下存儲數(shù)據(jù)的芯片，即掉電存儲芯片。所有 16 個 寄存器 設(shè)計成可尋址的 8 位并行寄存器，但不是所有位都有用。 400kHz 總線。是 NXP 公司針對 “三表 ”應(yīng)用推出的一款低 電壓、低成本、體積小的非接觸式讀寫卡芯片，